生态塘处理小城镇污水再生回用工艺设计

环境工程2007年4月第25卷第2期生态塘处理小城镇污水再生回用工艺设计殷晋铎邓桦林晶李得翔‘刘建艳(1．天津市津南区环境保护局，天津300350；2．天津工业大学，天津300157；3．北京市石景山区园林管理局，北京100043)摘要阐述了采用生态塘工艺对城镇污水处理及再生水回用工程进行系统设计的方法。关键词生态塘系统城镇污水再生回用设计O引言天津市津南区属于淡水资源贫乏的区域，该区域位于海河下游，地势低洼，土地多为盐碱地，由于河道污染，地表水可利用率非常低，生态环境的恶化及水资源的匮乏已经成为本地区较为突出的问题。目前，该区已建有一座处理规模为3万IIl3／d的二级生化污水处理厂，由于处理工艺的限制，导致出水中含有大量NH．N、TP及其他污染物。以这种水作为景观水体的补充水，水体富营养化现象时有发生。为了解决以上存在的问题，采用生态塘工艺，成功地解决了这一难题。1工艺的选择津南区环兴污水处理厂再生水回用处理工艺，采用生态塘系统，处理工艺包括深度处理塘+人工湿地处理工艺。1．1工艺主要特点充分利用污水处理厂附近有大面积芦苇塘和废弃的河道，解决了占地面积大的难题。该工艺具有结构简单，工程造价低；运行稳定可靠、维护方便，运营费用很低；并具有良好的抗冲击负荷能力；系统污泥产量很少，一般多年不需要排泥等诸多优点，适宜小城镇污水处理及再生回用。1．2运行原理深度处理塘+人工湿地系统是以太阳能作为初始能源，生态系统在初始能源的推动下，通过系统中的多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化，将进入塘中的有机污染物进行降解、转化，净化出水可以回用。2生态塘处理系统工艺设计根据津南区利用再生水的实际需求，建设1座处理能力为3万IIl3／d再生水回用工程。2．1进出生态塘水量及水质进水总量为3．0×104m3／d，出水设计排放总量3．0×104m3／d。进水水质为国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》中二级排放标准。出水水质达到景观、农灌和水产养殖水体标准。进厂水质和出厂水质见表1。表1进、出生态塘水质rag／L(OH除外)2．2工艺流程设计再生水回用处理工艺(生态塘系统)工艺流程见图1。二级出水兼性塘H芦苇塘曝气养鱼塘H消毒池图1生态塘工艺流程用2．3工艺设计计算生态塘设计内容和主要工艺参数见表2。表2生态塘设计内容和主要设计参数设计内容计算公式主要设计参数生态塘总有效面积AA=QSo／NaQ=3×10~m3／d生态塘总有效体积=Qtso=30单塘有效面积式中A：3×l0s2单塘有效容积Q——污水流量mS／d；Na：3×10sg／(m2．d)有效水深日So——进水BOD5g／m3；f——停留时间d；——面积负荷g／(m·d)。设计参数分析：天津地区年平均气温为17c《=，依据中华人民共和国行业设计标准《污水稳定塘设计规范》，生态处理塘Ⅲ区参数区间为：BOD表面负荷30—60kg／(III2·d)；选最低表面负荷30kg／(mz·d)为生态处理塘工艺参数，则：A=3×105IIl2，约合0．3kmz，选最高表面负荷60kg／(IIl2·d)为生态处理塘维普资讯http://www.cqvip.com环境工程2007年4月第25卷第2期95工艺参数，则：A=15×104，约合0．15kIIl2，考虑北方地区气温偏低故选择A=3×10m2，约合0．3kIIl2为生态塘总有效面积。2．4各单体构筑物的设计2．4．1兼性塘兼性塘塘深(1．2～2．5m)，上层阳光照射，藻类得以繁殖，溶解氧含量充足，好氧菌活跃，为好氧区；塘中层溶解氧不足，兼性菌占优势；塘底主要为厌氧菌占优势，对塘底底泥进行厌氧消化。不同类型的细菌可将含氮有机物分解为较简单的化合物，在好氧条件下被变形杆菌和球菌分解，在厌氧环境中被梭状芽孢杆菌等分解成氨，其它细菌可将氨氧化，原生动物和后生动物可消耗塘中的藻类、菌类等。主要设计参数：①单格150m×75m，4格，2个系列；②有效水深2．0m，超高0．7m；③水力停留时间HRT=2．50d。2．4．2芦苇塘曝气好氧塘出水中含有较多的藻类悬浮物，采用地表流人工湿地的工艺，设置芦苇塘能有效去除。同时对BOD5、病原体、ss去除率也很高，芦苇可以通过吸收和脱硝作用有效去除氮，对于磷的去除率也可达到40％～60％，重金属污染物(HPb、C、Cd、Cu等)去除率在60％以上。影响湿地系统处理的因素主要是植物、水文、土壤、水温等因素，考虑到管理和维护方便并结合植物的特点，湿地植物选择挺水植物芦苇；湿地的表面积较大，蒸腾作用明显，氧源由于湿地中的芦苇的光合作用，周围氧分压高，有利于水体复氧。主要设计参数：①单格420m×150m，2格．，2个系列；②设计有效水深0．5m，超高均为0．8m；③芦苇塘水力停留时间HRT=2．10d。2．4．3曝气养鱼塘曝气养